GPS微弱信号捕获算法

捕获是GPS接收机信号处理中的关键部分,在微弱信号情况下,FFT快速捕获等传统方法不能很好地捕获到卫星信号,将采用一种改进的方法--相关积分与批式捕获相结合的方法进行捕获研究.并对一组GPS实测数据信息,分别采用以上两种方法对其进行捕获仿真.结果显示,采用改进的方法捕获到了较微弱的GPS 信号,提高了接收机的灵敏度,并能有效避免由导航数据位翻转造成的误捕获.     

高灵敏度GPS软件接收机捕获算法

针对传统方法难以实现室内环境下GPS信号的捕获以及传统弱信号捕获算法的一系列弊端,介绍了一种新的捕获算法。由于数据段通过“先累加后相关”的方式进行相干积分可以减少运算量,以此方法改进的半位捕获法进行数据段选择可以避免导航数据位翻转,并且改进后的差分相干积分能够减小非相干积分造成的“平方损失”和改善信噪比,融合上述优点,提出了一种新的算法,为高灵敏度GPS软件接收机的实现提供了保证。仿真结果表明,此算法极大的提高了接收机的捕获性能,并且能够快速捕获到载噪比低至25dB/Hz的微弱信号。     

GPS软件接收机信号快速捕获新方法

针对微弱信号条件下GPS软件接收机的C/A码捕获问题,提出一种新的并行快速捕获算法。采用平均相关技术降低C/A码的自相关损耗,基于载频误差补偿技术减小C/A码累积误差;利用叠加相关方法降低相干累积运算的复杂度,通过循环移位减小频率步进搜索的时间消耗。实验结果表明该算法能够有效实现GPS信号捕获。对比仿真实验表明,该算法能够完成弱GPS信号捕获,且运算量适中,适合高灵敏度软件接收机使用。     

基于LMS谱预测和小波分解的弱GPS信号捕获算法

弱GPS信号的捕获算法是高灵敏度GPS接收机的关键技术,首先介绍了传统的GPS捕获原理,在此基础上,参考小波分解对GPS捕获信号进行降噪处理的方法,并结合LMS谱预测降噪法,提出了LMS谱预测和小波分解混合弱GPS信号捕获算法。考虑到小波分解和LMS谱预测的降噪原理不同,对3种方法对GPS捕获信号的降噪效果进行了仿真和对比。仿真实验结果表明本文所提出的降噪算法与仅用小波分解和LMS谱预测相比最大输出信噪比分别提高4.29 dB和2.93 dB。有效地提升了GPS捕获信号的信噪比和接收机的灵敏度。     

GPS信号捕获跟踪的仿真分析与研究

GPS天线信号到射频前端变换后的中频信号,再经模拟数字转换,便可得捕获与跟踪的原始信号.采用专用集成电路设计的GPS接收机极大地限制了用户对这原始信号的性能分析和新算法的自由开发.先对GPS信号的形成和接收机的结构作扼要介绍,再对GPS信号的捕获与跟踪进行算法研究与仿真实现.结论表明通过仿真技术能有效地复现出捕获和跟踪的GPS信号.     

一种改进的数字GPS接收机基带环路设计

针对GPS接收机设计中,接收机信号跟踪精度同信号处理的实时性不能兼顾的特点,设计了一种基于DSP+FPGA的数字GPS接收机实时高精度基带环路.阐述了基带信号处理原理及原有方法的不足,提出了一种改进的GPS信号快速、高精度捕获、跟踪方法.利用信号粗捕后先进行精捕,在提高了信号的捕获精度后再结合二阶锁频环路辅助,最终利用三阶载波科斯塔斯锁相环完成GPS载波信号的高精度稳定闭环跟踪,同时使用载波来实时的辅助码环跟踪,从而完成整个GPS信号的实时高精度跟踪.实验结果表明该基带环路能够实现对GPS信号的快速捕获、实时稳定的高精度跟踪,并具有良好的动态性能.     

窄带干扰下GPS接收机捕获性能的研究

针对GPS接收机抗干扰能力强的特点,分析了窄带干扰对接收机的捕获性能的影响.在扩频理论的基础上,给出了GPS C/A码接收机信号捕获的数学模型,计算得出平均捕获时间与捕获时间方差,给出窄带干扰下的接收机信号捕获的仿真结果.结果表明,当窄带干扰功率超过一定的值时,会导致GPS接收机捕获性能的严重恶化.     

对GPS接收机的欺骗式干扰试验研究

GPS欺骗式干扰具有发射功率小,抗干扰难度大的特点,分为转发式干扰与产生式干扰。利用卫星信号模拟器产生包含错误导航信息的GPS民用C/A码欺骗信号,通过直接侵入和压制式干扰辅助两种方式进入接收机的捕获跟踪环路,对已定位的某款GPS接收机实施欺骗干扰。试验结果表明,直接侵入方式下,通过合理控制欺骗信号功率,接收机定位被扰乱,但定位结果并未被成功欺骗至预设位置;压制式干扰辅助方式下,接收机成功误定位于预设位置,验证了对GPS接收机进行欺骗式干扰的可行性。     

基于FPGA的BOC调制信号捕获处理器设计

通过对BOC调制信号的相关特性进行分析,结合带通欠采样技术,提出了一种BOC调制信号的直接捕获方法,并进行基于FPGA的BOC调制信号捕获处理器的设计与实现.仿真结果表明,基于FPGA的BOC调制信号捕获处理器实现了对BOC信号的正确捕获,为BOC信号接收机的研制提供了技术基础.     

高动态GPS模拟器通道时延校正研究

高动态GPS卫星信号模拟器可以根据GPS接收机的动态环境,精确产生接收机收到的GPS卫星信号。GPS卫星信号模拟器有多种技术要求,其中,通道的时延一致性的测量和修正是研制模拟器所必须解决的一项关键技术。本文给出了测量模拟器通道硬件时延的一种新的方法,同时,为进一步提高测量精度,测试接收机采用了载波相位平滑伪距的方法。试验结果证明了所提方法的有效性。     

相干信号源DOA估计改进ESPRIT算法研究

在目标方位估计(DOA)的众多算法中,ESPRIT是一种运算速度快、精度高的常用算法,但它不能解相干信号。提出一种基于观测数据直接空间平滑的改进型ESPRIT算法,解决了常规ESPRIT算法不能解相干、对信噪比要求高等问题。该方法适用于所有信号(非相干和相干信号)的目标方位估计。     

基于优选RFID观测值的GPS/RFID组合定位方法

在典型的城市环境中,单一GPS定位模式已很难满足连续定位的要求,采用GPS和其他非LOS(Line of Sight,视线矢量)定位方法(如RFID定位方法)进行组合可实现弱信号或无导航信号环境下的定位.针对GPS/RFID组合定位系统中全选RFID观测值所带来的较高的计算复杂度的问题,提出了一种在加权观测值条件下使组合定位误差最小的RFID观测值优选方法.实测实验结果表明,采用这种优选RFID观测值的GPS/RFID组合定位系统可改善在GPS信号受遮挡条件下的GDOP值,有效提高单一卫星导航定位系统的定位可用性和定位精度,并大大降低了系统的计算复杂度.     

时钟漂移对GPS/BD2组合系统精度影响分析

首先针对GPS时钟漂移,推导了计算位置误差的表达式,然后对GPS/BD2组合系统的时钟漂移进行了分析和修正,并利用模拟信号源提供的信号进行了仿真.结果表明:经过时钟漂移修正后,定位精度有了一定的提高,验证了仿真结果.     

一种新的近空间GPS信号多路径估计方法

结合GPS多路径信号模型及其相关函数的特点,在研究基于TK(Teager-Kaiser)算子的近空间多路径估计算法的基础上,提出了一种新的更为简洁的GPS信号近空间的多路径估计算法,并通过仿真验证了算法的有效性。仿真结果表明,该算法能以高分辨率准确地估计GPS信号近空间的多路径模型。     

外加信号增强随机共振在微弱信号检测中的应用

在利用随机共振检测微弱周期信号的基本原理基础上,给出一种通过外加可控信号激励出随机共振现象,并将之应用于微弱信号检测的方法。采用仿真信号对该方法进行了验证,通过归一化尺度变换,将该方法的适用频率扩展到机械系统特征信号频段。结果表明,该方法简单可行,能把信噪比较低的周期信号从强背景噪声中提取出来,在机械故障检测中具有应用前景。     

INS辅助的GNSS接收机信号捕获性能分析

针对信号捕获过程中Doppler频移造成的影响,采用INS辅助的GNSS信号捕获方法,分析了INS辅助后卫星信号捕获的性能。利用INS速度误差方程与Doppler误差之间的关系,分析INS辅助后的捕获性能,并通过性能参数的比较,理论上验证了INS辅助后的捕获能力的提升。仿真结果表明,INS辅助能够有效提高信号捕获的检测概率和对弱信号的捕获能力,并大幅减小平均捕获时间。同时,考虑到INS器件参数的关键性作用,采用战术级的INS器件完全满足工程需求。     

非晶丝GMI磁传感器信号的小波分析

当非晶丝巨磁阻抗效应( Giant Magneto-Impedance,GMI)磁探头输出数据的信噪比小于0时,常规的峰值检波方法难以检出真实信号.为此,提出了一种新的微弱信号检测方法,将非晶丝GMI磁探头的输出信号经放大、滤波和采样之后直接送入数字信号处理系统,利用小波变换方法提取微弱信号的特征,并利用相关分析法确定...     

随机共振在微弱信号检测中的数值仿真

对基于非线性双稳系统随机共振的微弱信号检测技术进行数值研究,利用随机共振机制,浸入在噪声中的微弱信号可以得到有效的放大与增强。给出了基于Runge Kutta算法的双稳系统随机共振模型的求解方法,提出了利用随机共振检测微弱非周期信号的一种新思路。数值仿真结果表明,该方法不仅可以检测出强噪声极低频的微弱周期信号,而且可以对非周期信号进行有效的检测。